電子秤是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)貿(mào)易、交通運輸、機械制造、港口 計量、醫(yī)療保健、國防建設(shè)和科學(xué)研究等領(lǐng)域的質(zhì)量計量儀器，具有反應(yīng)速度快、 測量范圍廣、使用簡單、操作方便、便于計算機控制等特點。但是，傳統(tǒng)電子秤 存在準(zhǔn)確度較低、不能進行傾角自動補償、容易作弊、人性化程度低等不足。

為此，本文研制了一種高精度、傾角自動補償?shù)姆雷鞅纂娮映印? 通過對電子秤的現(xiàn)狀進行研究，確定了本文的設(shè)計目標(biāo)；設(shè)計了防作弊高精 度電子秤的信號采集、防作弊模塊、人機接口等模塊的電路；基于模塊化設(shè)計思 想，對電子秤的軟件進行了設(shè)計；提出了傾角自動補償模型、非線性校正方法和 溫度補償方法，對傾角、傳感器非線性和溫度等進行了自動補償。設(shè)計并實現(xiàn)了 量程為 1000g、感應(yīng)量為 0.01g 的防作弊高精度電子秤。

最后，在實驗室條件下 進行了測試檢定。本文研究工作的重點主要是系統(tǒng)硬件設(shè)計與軟件設(shè)計以及傾角 誤差補償和非線性誤差補償方法。主要工作以及創(chuàng)新點如下： 在硬件設(shè)計上，以 ADμC7060 微處理器作為信息處理核心，采用 24 位高精 度的 Σ-Δ 型 A/D 轉(zhuǎn)換器 AD7190 構(gòu)成高精度的數(shù)據(jù)采集模塊，利用 RFID 技術(shù)進 行校驗、加速度傳感器 ADXL345 測量傾斜角實現(xiàn)傾角自動補償，以及硬件冗余 技術(shù)防止電子秤軟硬件作弊，采用 DS18B20 實現(xiàn)電子秤的溫度自動補償。

在軟件設(shè)計上，根據(jù)系統(tǒng)需求，采用模塊化設(shè)計方法，將軟件分為傳感器、 稱重信號采集、防作弊、故障診斷、人機接口等模塊，對各模塊分別進行設(shè)計。 在傾角自動補償模型中，提出了一種適合微控制器實現(xiàn)的傾角自動補償模型， 有效的補償了傾角引起的誤差；在稱重信息處理方法中，建立了一種分段最小二 乘法的非線性稱重誤差校正方法，有效地改善了系統(tǒng)的非線性；在減少溫度對系 統(tǒng)的影響方面，介紹了最小二乘曲面擬合補償模型的實現(xiàn)。

現(xiàn)場測試表明，防作弊高精度電子秤的量程為 1000g，感量為 0.01g，最大允 許誤差優(yōu)于 0.05g，完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《JJG 555 非自動衡器檢定規(guī)程》規(guī)定的 II 級秤要求；在秤臺傾角<15°時，系統(tǒng)最大誤差<0.2g，減少了秤臺傾角引起的稱重 誤差，實現(xiàn)了秤臺傾角誤差的自動補償。同時，防作弊電子秤能夠有效防止 7 類 常見作弊方法，并完成相應(yīng)的作弊報警提示。

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